Boost.Test Custom Type using decorator boost::unit_test::tol

Boost.Test Custom Type using decorator boost::unit_test::tolerance

本文关键字：unit test tol boost decorator Test Custom Type using Boost      更新时间：2023-10-16

我正在使用Boost.Test来测试数值。通常，我必须比较数学对象的值。下面是一个玩具示例，显示了我必须如何进行大量测试。

#define BOOST_TEST_MODULE VektorTest
#include <boost/test/included/unit_test.hpp>
#include <boost/test/floating_point_comparison.hpp> 
struct Vector {
    Vector(double x, double y, double z) : x(x), y(y), z(z) {}
    double x;
    double y;
    double z;
};
BOOST_AUTO_TEST_CASE(Rotations, * boost::unit_test::tolerance(1.0e-2)) {
    Vector vector1(1.5,3.,7.4);
    Vector vector2(1.51, 3.01, 7.41);
    // The following can get really annoying and is error prone.
    BOOST_TEST(vector1.x==vector2.x);
    BOOST_TEST(vector1.y==vector2.y);
    BOOST_TEST(vector1.z==vector2.z);
    // This should be the expected usage, but only if the tolerance is considered.
    // BOOST_TEST(vector1==vector2); // Will not compile!
}

我可以教 Boost.Test 识别考虑boost::unit_test::tolerance装饰器的自定义类型吗？

仅仅对Vector对象的内容x,y,z进行一对一的比较将不是可行的解决方案。

#define BOOST_TEST_MODULE 维克托测试 #include #include

结构向量 { Vector

（double x， double y， double z） ： x（x）， y（y）， z（z） {} 
double x;
double y;
double z;

};

编辑

在我更仔细地研究了Boost.Test的文档之后，我发现了有趣的函数per_element()，它允许比较序列中包含的值。这个函数已经是一个很大的好处，因为它考虑了tolerance装饰器，如下所述。std::vector<T>满足序列接口，可以很好地在此框架内使用。

Boost.Test文档说，序列应该实现size()和begin()函数，以及字段const_iterator和value_type。至于我，这不是一个可行的解决方案，因为我无法更改数学类的界面。更重要的是，我无法扩展下面的玩具示例来满足此接口。

 #define BOOST_TEST_MODULE VektorTest
 #include <boost/test/included/unit_test.hpp>
 #include <boost/test/floating_point_comparison.hpp> 
 struct Vector {
    Vector(double x, double y, double z) : x(x), y(y), z(z) {}
    double x;
    double y;
    double z;
 };
 BOOST_AUTO_TEST_CASE(VectorTest, * boost::unit_test::tolerance(1.0e-4)) {
     {
         std::vector<double> vector1;
         vector1.push_back(1.5);
         vector1.push_back(3.);
         vector1.push_back(7.4);
         std::vector<double> vector2;
         vector2.push_back(1.51);
         vector2.push_back(3.01);
         vector2.push_back(7.41);
         BOOST_TEST(vector1==vector2, boost::test_tools::per_element());
     }
     {
         Vector vector1(1.5,3.,7.4);
         Vector vector2(1.51, 3.01, 7.41);
         //BOOST_TEST(vector1==vector2, boost::test_tools::per_element()); // Will not compile!!!
     }
 }

我不确定是否完全理解您的问题，但也许BOOST_TEST_SPECIALIZED_COLLECTION_COMPARE（见此处）是您问题的答案。

编辑：善良而复杂的方式

如果您想将Vektor视为应执行基于公差的比较的类型，则可以在文档中查看此处

您需要的是：

  • 使您的类与基于公差的比较兼容（需要EqualityComparable，LessThanComparable）。所有比较（见这里和那里）操作都涉及要计算的两个值之间的差异，因此您需要您的类来实现LessThanComparable、否定 - 绝对值 - 以及从单个值构造 - 原点所需的。 boost.operators在这里可能会有很大帮助。
  • 通知 boost.test 您的类与基于公差的操作兼容，方法是声明您的类的专用tolerance_based

在您的情况下，要实现的容差区域位于特定位置周围的 3D 立方体内。给定公差 \epsilon，

  • 落在这个立方体内的向量是"足够接近"的 wrt。
  • 落在立方体之外的向量被认为是"足够远的"

所有这些操作都由close_at_tolerance执行。

由于要执行每个轴的公差，因此可以实现

  • operator-为每轴差分
  • operator-（一元否定）作为每个轴的否定
  • operator<作为每个轴的比较
  • operator/作为每个轴的划分

等。 operator<和operator-（一元）用于计算绝对值。

但是，这不会像std::max那样按预期工作，std::min也应该实施（请参阅此处）。在您的情况下，他们应提供每个轴的max和min。现在

  • 最简单的方法是实现您的close_at_tolerance专业化（见这里）。
  • 或实现std::min和std::max并专门化boost::math::fpc::fpc_detail::fpt_abs（私有 API）来计算绝对值。

归根结底，这只是一个比较公差、差异和绝对值计算的问题。

如果你采取 

|v1 - v2| = (|a1-a2|, |b1-b2|, |c1-c2|)
|v1 - v2|/|v1| = (|a1-a2|/|a1|, |b1-b2|/|b1|, |c1-c2|/|c1|) // same for v2
max(|v1 - v2|/|v1|, |v1 - v2|/|v2|) = (max(|a1-a2|/|a1|, |a1-a2|/|a2|),
                                       max(|b1-b2|/|b1|, |b1-b2|/|b2|),                              
                                       ... )

执行测试所需的是：

|v1 - v2|/|v1| < eps. && |v1 - v2|/|v2| < eps.
=>   max(|v1 - v2|/|v1|, |v1 - v2|/|v2|) < eps.
=>   max(|v1 - v2|/|v1|, |v1 - v2|/|v2|) < vektor(eps., eps., eps.)
=>     max(|a1-a2|/|a1|, |a1-a2|/|a2|) < eps. 
       && max(|b1-b2|/|b1|, |b1-b2|/|b2|) < eps. ...

并且它与每个轴的最大值、除法和比较保持一致。

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